3 rd Law of thermodynamics Questions in Gujarati

(C) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાને $(0 \ K)$ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી $0$ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(D) આ ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના ત્રીજા નિયમનું વિધાન છે. ત્રીજા નિયમ મુજબ,જેમ તાપમાન પરમ શૂન્ય $(0 \, K)$ ની નજીક પહોંચે છે,તેમ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.

(C) પરમ શૂન્ય તાપમાને $(0 \ K)$ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી $0$ લેવામાં આવે છે. આ ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના $III$ નિયમનું સીધું પરિણામ છે,જે જણાવે છે કે જેમ તાપમાન પરમ શૂન્યની નજીક પહોંચે છે તેમ સંપૂર્ણ સ્ફટિકની એન્ટ્રોપી શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.

(C) નર્ન્સ્ટ હીટ થિયરમ $20^{th}$ સદીની શરૂઆતમાં વાલ્થર નર્ન્સ્ટ દ્વારા આપવામાં આવ્યું હતું.
તે જણાવે છે કે જેમ તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક પહોંચે છે,તેમ શુદ્ધ સ્ફટિકીય પદાર્થોની રાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે એન્ટ્રોપીમાં થતો ફેરફાર શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.
આ પ્રમેય ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના $Third$ નિયમના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ હતું.

(C) $Third \ law \ of \ thermodynamics$ (થર્મોડાયનેમિક્સનો ત્રીજો નિયમ) જણાવે છે કે $0 \ K$ તાપમાને સંપૂર્ણ સ્ફટિકની એન્ટ્રોપી શૂન્ય હોય છે. આ એક નિરપેક્ષ સંદર્ભ બિંદુ પૂરું પાડે છે,જે $0 \ K$ થી $T$ તાપમાન સુધીની હીટ કેપેસિટીના ડેટાનું સંકલન કરીને કોઈપણ તાપમાન $T$ પર પદાર્થની નિરપેક્ષ એન્ટ્રોપીની ગણતરી કરવામાં મદદ કરે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
વ્યાખ્યા મુજબ,$298 \ K$ તાપમાન અને $1 \ bar$ દબાણે તત્વની તેની સૌથી સ્થાયી અવસ્થામાં પ્રમાણિત સર્જન એન્થાલ્પી $(\Delta_fH^\circ)$ અને પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા $(\Delta_fG^\circ)$ શૂન્ય હોય છે.
જોકે,ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના ત્રીજા નિયમ મુજબ,પ્રમાણિત અવસ્થામાં પદાર્થની નિરપેક્ષ એન્ટ્રોપી $(S^\circ)$ શૂન્ય હોતી નથી,કારણ કે આ નિયમ જણાવે છે કે સંપૂર્ણ સ્ફટિકની એન્ટ્રોપી માત્ર $0 \ K$ તાપમાને જ શૂન્ય હોય છે.

(B) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના ત્રીજા નિયમ $(3^{rd} \ \text{law of thermodynamics})$ મુજબ,જેમ તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્ય $(0 \ K)$ ની નજીક જાય છે,તેમ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.
આનું કારણ એ છે કે $0 \ K$ તાપમાને,સંપૂર્ણ સ્ફટિકમાં રહેલા કણો તેમની ન્યૂનતમ શક્ય ઊર્જા અવસ્થામાં હોય છે અને તેમાં સંપૂર્ણ વ્યવસ્થા હોય છે,જેના પરિણામે કોઈ પણ પ્રકારની અવ્યવસ્થા હોતી નથી.

(C) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના $Third \ Law \ of \ Thermodynamics$ (ત્રીજા નિયમ) મુજબ,સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી જેમ તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્ય $(0\,K)$ ની નજીક જાય તેમ શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.
તેથી,$0\,K$ તાપમાને સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્ય ગણવામાં આવે છે.

(N/A) સિસ્ટમની એન્ટ્રોપી આણ્વિક ગતિ સાથે સંબંધિત છે. જેમ જેમ સિસ્ટમનું તાપમાન વધે છે,તેમ આ ગતિ વધુ જોરદાર બને છે અને એન્ટ્રોપી વધે છે. તેનાથી વિપરીત,જ્યારે તાપમાન ઘટાડવામાં આવે છે,ત્યારે એન્ટ્રોપી ઘટે છે.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે સંપૂર્ણ રીતે વ્યવસ્થિત શુદ્ધ સ્ફટિકીય પદાર્થની એન્ટ્રોપી જેમ જેમ તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્ય $(0 \ K)$ ની નજીક પહોંચે છે તેમ શૂન્યની નજીક પહોંચે છે.
આ નિયમ સૈદ્ધાંતિક દલીલો અને વ્યવહારુ પુરાવાઓને કારણે ખાસ કરીને શુદ્ધ સ્ફટિકીય ઘન પદાર્થોને લાગુ પડે છે.
એ નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે કે દ્રાવણો અને સુપરકૂલ્ડ પ્રવાહીની એન્ટ્રોપી $0 \ K$ પર શૂન્ય હોતી નથી.
શુદ્ધ પદાર્થ માટે,આપેલ તાપમાન $T$ પર નિરપેક્ષ એન્ટ્રોપીની ગણતરી $0 \ K$ થી $T$ સુધીના $\frac{q_{rev}}{T}$ વધારાનો સરવાળો કરીને કરી શકાય છે.

(N/A) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાને $(0 \ K)$ સંપૂર્ણ શુદ્ધ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપીનું મૂલ્ય શૂન્ય હોય છે.

(N/A) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાને $(0 \ K)$ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્ય હોય છે.

(N/A) $(i)$ $0$ (શૂન્ય)
$(ii)$ $Nernst$ (નર્નસ્ટ)
$(iii)$ $Third$ (ત્રીજો)

(N/A) $(i)$ નર્ન્સ્ટ
$(ii)$ ત્રીજો
$(iii)$ પ્રમાણિત મોલર એન્ટ્રોપી
$(iv)$ $J \ K^{-1} \ mol^{-1}$

(B) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના ત્રીજા નિયમ મુજબ,$T = 0 \ K$ તાપમાને સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્ય હોય છે.
જો પદાર્થ સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય ન હોય (દા.ત. તેમાં ખામીઓ અથવા જામી ગયેલી અવ્યવસ્થા હોય),તો $T = 0 \ K$ તાપમાને તેની એન્ટ્રોપી શૂન્ય કરતા વધારે હોય છે.
પરમ શૂન્ય તાપમાને રહેલી આ એન્ટ્રોપીને અવશેષ એન્ટ્રોપી (residual entropy) કહેવામાં આવે છે.

(A) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો $3^{rd}$ નિયમ જણાવે છે કે પરમ શૂન્ય તાપમાને (એટલે કે $0 \ K$),સંપૂર્ણ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થની એન્ટ્રોપી શૂન્ય હોય છે. આનું કારણ એ છે કે સ્ફટિક લેટીસમાં કોઈ ઉષ્મીય ગતિ હોતી નથી અને સંપૂર્ણ વ્યવસ્થા હોય છે.